Controllo delle posizioni di piattazza e di buco in una grande piastra di apparecchiature in alluminio 6061
Visualizzazione del progetto
Questo progetto prevedeva la fabbricazione di una grande piastra strutturale di apparecchiature in alluminio 6061 per un produttore statunitense che si occupa di applicazioni di automazione e di apparecchiature per semiconduttori.
Il componente misurato approssimativamente407 × 533 × 8 mme conteneva molteplici fessure allungate, fori di montaggio, fori di localizzazione, piccoli gruppi di fori e regioni lavorate localmente.
Il percorso di fabbricazione confermato comprendeva la lavorazione grezza CNC a tre assi, un'operazione di lavorazione secondaria, l'ispezione della macchina di misurazione coordinata, l'anodizzazione nera,e riispezione dimensionale dopo l'anodizzazione.
Per questo tipo dilavorazione CNC di piastre di alluminio di grandi dimensioniIl piano di fabbricazione deve anche tener conto della piattazza della piastra,la relazione posizionale tra gruppi di fori multipli, dati ripetibili in tutte le operazioni di lavorazione, e l'effetto dell'anodizzazione sulle caratteristiche funzionali.
Il cliente ha successivamente completato la convalida dell'assemblaggio.quindi questo caso non richiede un miglioramento specifico o un risultato di montaggio misurato.
Requisiti della parte
Il componente è stato lavorato con alluminio 6061 e ha funzionato come piastra strutturale per apparecchiature di automazione e semiconduttori.
I disegni e le fotografie di produzione trattati mostrano:
- una larghezza complessiva di circa 407 mm;
- una lunghezza complessiva di circa 533 mm;
- spessore della piastra di circa 8 mm;
- a. un'ampiezza superiore o uguale a 5 mm;
- diversi gruppi di fori di montaggio e di localizzazione;
- Regioni locali a gradini e di spessore ridotto;
- Relazioni dimensionali controllate a partire da caratteristiche di riferimento definite;
- Un'ultima superficie anodizzata nera.
| Articolo | Specificità |
|---|---|
| Tipo di parte | Placca strutturale di apparecchiature per automazione e semiconduttori |
| Materiale | 6061 di alluminio |
| Dimensione complessiva | 407 × 533 × 8 mm circa |
| Processo di lavorazione | Macchine per la lavorazione a CNC a tre assi con operazioni multiple |
| Caratteristiche principali | Scalature, fori di montaggio, fori di localizzazione e tasche locali |
| Punti di controllo principali | Relazioni tra piattazza e forma di buco |
| Finitura superficiale | Anodizzazione nera |
| Ispezione | Ispezione della CMM e riespezione dopo l'anodizzazione |
| Quantità | Non rivelato |
| Validazione finale | Validazione dell'assemblaggio del cliente completata |
Il disegno comprende tolleranze specificate individualmente, quali ±0,050 mm, ±0,100 mm e requisiti locali selezionati di ±0,025 mm.Questi valori si applicano solo alle caratteristiche indicate sul disegno controllato e non devono essere interpretati come tolleranze universali per l'intera targa..
Principali sfide dell'usinatura
La prima sfida consisteva nel controllare la piattazza di una piastra grande e relativamente sottile.
La lunghezza e la larghezza dei componenti erano molto superiori allo spessore di 8 mm. Inoltre, diverse fessure allungate rimuovevano materiale dalla regione centrale.Questo ha modificato la rigidità locale della piastra e aumentato la sensibilità alla pressione di tenuta di lavoro, sequenza di lavorazione e rilascio delle sollecitazioni residue.
Se il pezzo viene attaccato troppo aggressivamente, può apparire piatto durante l'elaborazione ma cambiare dopo che le pinze vengono rilasciate.
La seconda sfida era quella di controllare la relazione posizionale tra gruppi di buchi multipli.
La piastra conteneva fori di montaggio, fori di localizzazione, piccoli disegni di fori e slot allungati.La relazione tra i gruppi di buchi, i bordi di riferimento, le caratteristiche di localizzazione e le superfici di montaggio possono influenzare direttamente l'allineamento dell'assemblaggio.
La terza sfida era il controllo dei dati attraverso più operazioni di lavorazione.
Il registro di produzione mostra sia l'elaborazione iniziale che quella secondaria, e pertanto ogni montaggio richiede un sistema di riferimento ripetibile.o il contatto incoerente con le superfici di localizzazione potrebbe cambiare l'orientamento della piastra e influenzare le posizioni del foro.
La quarta sfida consisteva nel mantenere le dimensioni funzionali attraverso l'anodizzazione.
L'anodizzazione nera modifica la condizione superficiale di fori, fessure e aree di accoppiamento. Il disegno deve quindi indicare se ogni requisito critico si applica prima o dopo l'anodizzazione.
Lo spessore di anodizzazione non è stato indicato per questo progetto, quindi non è richiesta alcuna indennità per il rivestimento numerico.
Strategia di lavorazione
Il componente è stato prodotto da piastra di alluminio 6061 utilizzando lavorazioni CNC a tre assi in più operazioni.
L'installazione iniziale ha stabilito una superficie primaria stabile e bordi di riferimento.
Per una piastra di queste dimensioni, la pressione di tenuta deve essere distribuita piuttosto che concentrata in un piccolo numero di punti.Un'eccessiva forza locale può temporaneamente appiattire il pezzo di lavoro e portare a un cambiamento dimensionale dopo lo sblocco.
Durante l'elaborazione grezza, le lunghe fessure e le regioni locali di rimozione del materiale non devono essere completate in una sequenza che concentri il rilascio di sollecitazioni in un'area.Un approccio equilibrato elimina progressivamente il materiale mantenendo il supporto per la struttura rimanente.
Le caratteristiche critiche di localizzazione e montaggio possono quindi essere completate dopo le principali operazioni di rimozione del materiale.
L'installazione secondaria richiede che le superfici di riferimento siano pulite e ripristinate prima di ulteriori lavorazioni.Qualsiasi fruscio o trucio intrappolato tra il pezzo di lavoro e il dispositivo può cambiare l'orientamento della parte e influenzare la relazione tra i modelli di foro.
Il disegno richiede anche la rimozione di bordi affilati, sbavature e bordi ruvidi.
Considerazioni relative alla finitura superficiale
Il componente finale ha ricevuto una finitura anodizzata nera.
L'anodizzazione nera influisce sia sulla superficie visiva che sulle dimensioni dei fori, delle fessure e delle caratteristiche di accoppiamento.
- se le dimensioni critiche si applicano prima o dopo l'anodizzazione;
- se i fori o le superfici di accoppiamento richiedono una maschera;
- il tipo di anodizzazione richiesto e lo spessore del rivestimento;
- Le aspettative di colore e lucentezza;
- Quali superfici sono cosmetiche;
- Quando i segni di contatto non sono accettabili.
Anche le grandi superfici anodizzate nere sono sensibili a graffi e segni di contatto.o parti adiacenti.
Ispezione e controllo della qualità
Il componente è stato ispezionato utilizzando una macchina di misurazione a coordinate e la riispezione dimensionale è stata eseguita dopo l'anodizzazione nera.
Il piano di ispezione si è concentrato su:
- lunghezza e larghezza complessive;
- spessore della piastra e regioni ridotte localmente;
- dimensioni delle fessure allungate;
- diametri di foro di montaggio e localizzazione;
- le posizioni dei fori rispetto alle date di disegno;
- Distanze tra i gruppi di buchi;
- Dimensioni locali del gradino;
- Piattazza della piastra;
- Apparizione e dimensioni critiche dopo l'anodizzazione.
Per una piastra strutturale di grandi dimensioni, l'ispezione CMM è utile perché stabilisce un sistema di coordinate comune per valutare gruppi di fori e slot multipli rispetto alla stessa struttura di riferimento.
Il valore specifico di piattezza e i dati di ispezione dopo l'anodizzazione non sono stati divulgati.
Risultato di produzione
La piastra ha completato la lavorazione iniziale a tre assi, la lavorazione secondaria, l'ispezione CMM, l'anodizzazione nera e la riispezione post-anodizzazione.
Le fotografie della parte finita mostrano:
- a. un'ampiezza superiore o uguale a 1 mm;
- un aspetto anodizzato scuro uniforme su tutta la piastra strutturale;
- L'impianto deve essere dotato di un sistema di accensione e di un sistema di accensione.
- Nessun residuo di lavorazione visibile sulle superfici principali.
Il cliente ha successivamente completato la convalida dell'assemblaggio.
Non sono stati forniti dati quantificati sull'assemblaggio, il rendimento di produzione, il periodo di consegna o il rapporto sul rendimento del cliente.
Ingegneria e acquisti
Gli acquirenti che acquistano piastre strutturali simili di grandi dimensioni in alluminio 6061 dovrebbero fornire:
- un disegno 2D completo e un modello 3D;
- la qualità del materiale e la condizione delle scorte;
- date di assemblaggio funzionale;
- un requisito di piattezza definito;
- Tolleranze di posizione del foro o di coordinate;
- Identificazione delle dimensioni controllate dopo l'anodizzazione;
- tipo di anodizzazione, colore e spessore;
- definizioni di superfici cosmetiche;
- requisiti relativi alla documentazione di ispezione;
- Requisiti di imballaggio e trasporto.
Le tolleranze dimensionali generali da sole sono solitamente insufficienti per una piastra di apparecchiatura grande e sottile.e caratteristiche critiche di montaggio devono essere specificate in base alla loro funzione di montaggio.
Conclusioni
Il compito principale di fabbricazione in una grande piastra di alluminio 6061 è quello di coordinare la piattezza, la precisione del disegno del foro, le date ripetibili,e dimensioni post-anodizzazione lungo l'intera rotta di produzione.
Questi fattori non possono essere valutati separatamente: la condizione del materiale, la geometria, la tenuta del lavoro, la sequenza di lavorazione, l'ispezione e il trattamento delle superfici devono essere pianificati come un processo collegato.
